[发明专利]单通道压电换能器超声导波检测装置及检测方法

说明书

可单通道压电换能器超声导波检测装置及检测方法，包括滑轨，滑轨内设有滑块，连接器上部与滑块连接，连接器下部通过阻尼铰链连接激发用换能器；两个激发用换能器组成一个激发用换能器组，每个连接器下部连接有一组激发用换能器，每组中的两个激发用换能器在滑轨的同一轴向位置上，且沿滑轨轴向对称；滑轨端部通过接收换能器夹具安装有接收用换能器。本发明通过上述结构配合检测方法，提供了一种检测灵敏度高、检测效率好、能够对鳍片管材进行超声波检测的单通道压电换能器超声导波检测装置及检测方法。

技术领域

本发明涉及一种单通道压电换能器超声导波检测装置及检测方法，适用于锅炉换热管等相近规格的管材质量检测，属于压电超声导波检测技术领域。

背景技术

火力发电厂锅炉受热面的泄漏是常见病，从以往的受热面泄漏事故原因分析结果看：内外壁缺陷的存在，是泄漏的原因之一。

现阶段的火电厂受热面管材的超声检测，主要依据的标准有《GB/T5777-2008无缝钢管超声波探伤检验方法》、《NB/T47013.3-2015承压设备无损检测第3部分：超声检测》、《DL/T1452-2015火力发电厂管道超声导波检测》。标准GB/T5777-2008和NB/T47013.3-2015，采用的是传统横波检测，是一种逐点扫查法，优点是定量准确；缺点是工作效率低，探头的扫查轨迹重叠覆盖性差，易漏检；需要对检测区域进行100％打磨，不适合大面积的普查；标准DL/T1452-2015，给出的是声束沿管材圆周方向扫查的检测方法，即周向超声导波检测法。该方法易造成管材内外表面声场能量分布不均，导致内壁声能过低，易漏检；同时对于有鳍片的水冷壁管材，无法实现检测；对检测区域需要一定宽度的长度方向上的全打磨，现场可操作性不强。

目前市售成品导波设备大多为低频段导波，一般使用频率低于0.3MHz。本发明依据标准DL/T1452-2015，该标准推荐的频率范围是0.3-1MHz，之所以采用这个频率范围，是为了保证对占壁厚5％深槽能够被检出。从超声波的绕射理论可知，当超声场中的障碍物尺寸小于这个超声波的波长一半时，会发生绕射现象，导致尺寸小于半波长的缺陷漏检。而目前市场上成品超声导波设备大都是低于0.3MHz的低频超声波激励，相对波长较长，不利于更小的缺陷检出。为此本发明采用标准中的最高频率1MHz，作为检测频率。相对于市售的低频导波仪器而言，其难点在于如何去除过多的导波模态。

发明内容

本发明创造提供一种单通道压电换能器超声导波检测装置及检测方法，可在各种规格管材上根据需要调节出适合的导波模态，对于含有鳍片的管材检测，也可达到同样检测效果。该装置形成的导波声场，具有管材内外壁能量分布均匀、声场覆盖面积较大、检测效率高、不易漏检的特点，能有效解决或拟补传统超声横波和周向导波的各项弱点。

为了实现上述目的，本发明创造采用了如下技术方案：单通道压电换能器超声导波检测装置，包括滑轨，滑轨内设有滑块，连接器上部与滑块连接，连接器下部通过阻尼铰链连接激发用换能器；两个激发用换能器组成一个激发用换能器组，每个连接器下部连接有一组激发用换能器，每组中的两个激发用换能器在滑轨的同一轴向位置上，且沿滑轨轴向对称；滑轨端部通过接收换能器夹具安装有接收用换能器。

所述的滑轨上安装有两个滑块，每个滑块下安装有一个连接器，每个连接器下部设有两个激发用换能器。

靠近所述的接收用换能器的连接器下部安装有激发用换能器III、激发用换能器IV，远离接收用换能器的连接器下部安装有激发用换能器I、激发用换能器II。

所述的接收用换能器、激发用换能器III、激发用换能器IV、激发用换能器I、激发用换能器II，均与外部超声波探测仪连接。

所述的连接器设有向下伸出的连接片，连接片下部两侧分别连接有一个阻尼铰链，两个阻尼铰链沿滑轨位置对称。